Въведение в режимите на отказ на съдове под налягане

Повреда на съд под налягане е състояние, при което повредата е натрупана до определена степен и здравината, твърдостта или функцията на съда не могат да отговорят на изискванията за употреба. И така, как се случват щетите? Всъщност увреждането е процес. Под действието на външна механична сила, средна среда, термично действие и т.н. самостоятелно или в комбинация, характеристиките на материала намаляват, структурата е прекъсната или носещата способност намалява, което е повреда. След възникване на повреда не е задължително да се повреди, а когато възникне повреда, трябва да има повреда.

Режимът на повреда е проектната основа на съда под налягане. Методът (критериите) за проектиране е насочен към режима на отказ. Първата стъпка в проектирането на съда под налягане трябва да бъде определянето на възможния режим на повреда на съда; Доклад за оценка на риска относно основните режими на повреда, контрол на риска и др. В допълнение, оценката на резултатите от проверката на съда под налягане също се основава на режима на повреда.

2 ISO 16528 класификация на режимите на отказ

Международният стандарт ISO 16528 Бойлери и съдове под налягане, който се разработва, интегрира техническите стандарти на големите индустриални страни в света и се позовава на съдържанието на европейските стандарти. За общите режими на повреда на котли и съдове под налягане, режимите на повреда са обобщени в три категории в стандарта: 14 вида, изясняващи концепцията за проектиране на режимите на повреда.

2.1 Първа категория: краткотрайни режими на отказ

(Краткосрочни режими на отказ)

1) Крехко счупване

Контейнерът няма очевидна пластична деформация и стойността на напрежението в стената е много по-малка от границата на якост на материала.

Счупвания, които възникват дори под границата на провлачване на материала. Основните причини за крехкото счупване са крехкостта на материала (неправилен избор на материал, неправилна технология за обработка на материала, стареене при деформация, тежка работна среда) и дефектите на самия материал.

2) Пластично разкъсване

Под действието на натиск и други натоварвания генерираната стойност на напрежението достига или се доближава до границата на якост на материала на стената и настъпва счупването. Обикновено основните причини за пластично счупване на съдове под налягане от въглеродна стомана са твърде тънката дебелина на стената (недостатъчна дебелина на стената и изтъняване поради корозия), високо вътрешно налягане или неправилен избор на материал и монтаж, който не отговаря на изискванията за безопасност.

3) Изтичане на ставите поради прекомерни деформации

Повредата на уплътнителните повърхности на различните интерфейси на контейнера или изтичането на съединенията на разширителната тръба се причинява от повредата. Изтичащата среда може да причини инциденти с изгаряне, експлозия и отравяне и да причини сериозно замърсяване на околната среда.

4) Образуване на пукнатини или пластично разкъсване поради прекомерни локални напрежения

5) Нестабилност-еластична, пластична или еластично-пластична

Под действието на напрежението на натиск повредата, причинена от внезапната загуба на оригиналната правилна геометрия на съда под налягане, се нарича повреда при изкълчване. Важна характеристика на еластичната нестабилност на контейнера е, че еластичното отклонение не е пропорционално на натоварването и критичното налягане няма нищо общо със здравината на материала, което зависи главно от размера на контейнера и еластичните свойства на материала, но когато нивото на напрежение в контейнера надвиши границата на провлачване на материала и Критичното налягане също е свързано със здравината на материала, когато се появи нееластична нестабилност.

2.2 Втората категория: дългосрочни режими на отказ

(Дългосрочни режими на отказ)

1) Разкъсване при пълзене

Съдът под налягане е подложен на продължително натоварване при висока температура и материалът претърпява бавна пластична деформация с течение на времето, а пластичната деформация се натрупва за дълго време, което води до значително намаляване на дебелината или изпъкнала деформация, което в крайна сметка води до разкъсването на съда. Когато съдът под налягане пълзи, температурата на стената обикновено достига или надвишава 25 процента до 35 процента от температурата на топене на материала. Степента на деформация при разрушаване при пълзене зависи от якостта на материала и стойността на напрежението при счупване е по-ниска от границата на якост на материала при работна температура.

2) Пълзене - прекомерни деформации на механичните съединения или водещи до неприемливо пренасяне на натоварване

3) Нестабилност при пълзене

Деформацията, натрупана постепенно с течение на времето, е деформация при пълзене и нестабилност при пълзене ще настъпи, когато деформацията при пълзене се развие до определена степен.

4) Ерозия, корозия

Под действието на корозивна среда материалът на съда под налягане, като резервоар от въглеродна стомана, ще намали дебелината на стената поради равномерна корозия

И ямите, причинени от промяна на структурата на материала или локална корозия, механичните свойства на материала са намалени и счупването възниква поради недостатъчната носеща способност на контейнера. Корозионните механизми на съдовете под налягане включват химическа корозия и електрохимична корозия. Формите на корозия включват равномерна корозия, точкова корозия, междукристална корозия, корозия на напрежение, корозия в пукнатини, водородна корозия, биметална корозия и др.

5) Крекинг, подпомаган от околната среда, като напукване от корозия под напрежение, водороден крекинг и т.н.

2.3 Трета категория: циклични режими на отказ

(Режими на циклични повреди)

1) Прогресивна пластична деформация

2) Алтернативна пластичност

3) Умора при еластични натоварвания (среден и висок цикъл на умора) или при еластично-пластични натоварвания (нисък цикъл на умора)

4) Умора, подпомагана от околната среда

3 GB150-2011 Разглеждане на режимите на отказ

След години и позовавайки се на техническото съдържание на подобни международни стандарти, GB150-2011 „Съд под налягане“ пряко и косвено разгледа следните режими на повреда в техническото съдържание и определи съответните критерии за проектиране и теория на якостта за разглеждани режими на отказ. :

Крехко счупване: предотвратяване на появата на крехко счупване чрез изисквания за избор на материал, изисквания за якост на материала, изисквания за производство и проверка и изисквания за структурна форма;

Пластично разкъсване: предотвратяване на появата на пластично скъсване чрез изисквания за избор на материал, методи за проектиране на структурна якост и допустими разпоредби за напрежение;

Изтичане в ставите: Чрез метода на проектиране на фланец и специален метод за проектиране на уплътнителна конструкция, структурни изисквания и изисквания за уплътнителни уплътнения, шпилки и гайки се предотвратява появата на изтичане на фуги;

Еластична или пластична нестабилност (Еластична или пластична нестабилност): предотвратяване на цялостна нестабилност чрез методи за структурно проектиране на външно налягане; контрол на локалната пластична нестабилност чрез локален анализ и оценка на напрежението;

Разкъсване при пълзене: Контролиране на появата на разкъсване при пълзене чрез ограничаване на температурния диапазон на материала.

Корозията е често срещан начин на повреда на съдове под налягане, но тя варира значително в различните инженерни приложения и не може да бъде специфицирана в стандарта. Следователно GB150 постановява, че дизайнерът трябва да вземе предвид режима на корозионна повреда и да избере материали, структурен дизайн, защита от корозия и т.н. Вземете мерки, за да осигурите проектния живот на контейнера.

4 режима на отказ, включени в други стандарти

Установени са съответни стандарти за режима на повреда на оборудване под налягане в чужди страни. Например API 571, API 579, API 580 и API 581 на Американския петролен институт съдържат съответно съдържание относно режима на повреда на съдове под налягане. В стандарта API 571 са въведени четири основни категории и 44 режима на увреждане в общата индустрия и са въведени три основни категории и 18 режима на увреждане в рафиниращата индустрия. В стандарта NB23 на Съединените щати, директивата PED на Европейския съюз, стандарта BS7910 на Обединеното кралство и стандарта NACE на Съединените щати, режимите на повреда на оборудването под налягане също са включени.

моята страна в момента формулира стандарта за „Разпознаване на режими на повреда на оборудване под налягане“ и планира да предложи относително пълен набор от режими на повреда и методи за идентификация, подходящи за текущата ситуация на оборудване под налягане в моята страна. Съдържанието включва основно теорията на основните режими на повреда и механизмите на отказ на оборудване под налягане. Описание, форма, влияещи фактори, чувствителни материали, оборудване или компоненти, които може да се повредят, методи за изпитване и т.н. Проектът на стандарт за „Разпознаване на модели на повреда на оборудване под налягане“ разделя моделите на повреда на оборудване под налягане в моята страна на пет категории и 73 видове, включително 25 вида изтъняване на корозия, 13 вида напукване в околната среда, 15 вида напукване на материала, 11 вида механични повреди и други повреди. 9 вида. Вече обнародваният GB/T 26610.1-2011 „Насоки за прилагане на базирана на риска инспекция на системи за оборудване под налягане, част 1: Основни изисквания и процедури за изпълнение“ също се отнася до метода за класифициране на режима на повреда в проекта на стандарт.